Contribuții la cercetarea experimentală privind influența dispunerii [622597]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA DE MECANICĂ
SPECIALIZAREA: AUTOVEHICULE RUTIERE

PROIECT DE DIPLOMĂ

Absolvent: [anonimizat]

2017

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA DE MECANICĂ
SPECIALIZAREA: AUTOVEHICULE RUTIERE

PROIECT DE DIPLOMĂ

Contribuții la cercetarea experimentală privind influența dispunerii
încărcăturii asupra calităților sistemului de suspensie la un autoturism
BMW seria 3

Conducător: Absolvent: [anonimizat]

2017

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA DE MECANICĂ
DEPARTAMENTUL: AUTOVEHICULE RUTIERE ȘI TRANSPORTURI

PROIECT DE DIPLOMĂ

Numele și prenumele absolvent: [anonimizat] : Mihai Samoil PAȘCU
Secția și forma de învățământ: Autovehicule Rutiere, ZI
Tema proiectului de diplomă : Contribuții la cercetarea experimentală privind influența dispunerii
încărcăturii asupra calităților sistemului de suspensie la un autoturism BMW seria 3
Conducătorul proiectului: Șef lucr. Dr. Ing. Doru BĂLDEAN
Consultanți de specialitate:
Data primirii temei: 20.10.2015
Data predării: 08.09.2017

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC: ABSOLVENT: [anonimizat]: Toate drepturile de autor privind proiectul de diplomă/lucrarea de disertație, multiplicarea pe orice cale, traducerea
unei părți sau a întregii lucrări, precum și valorificarea sub orice formă a conținutului și ideilor cuprinse în proiect, sun t
atribute exclusive ale UNIVERSITĂȚII TEHNICE DIN CLUJ -NAPOCA.

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA DE MECANICĂ
DEPARTAMENTUL: AUTOVEHICULE RUTIERE ȘI TRANSPORTURI

Fișa absolvent: [anonimizat] 2017

Numele și prenumele Mihai Samoil PAȘCU
Titlul proiectului de
diplomă/lucrării de
disertație Contribuții la cercetarea experimentală privind influența dispunerii încărcăturii
asupra calităților sistemului de suspensie la un autoturism BMW seria 3
Numele și prenumele Data la care student: [anonimizat] 21.10.2015
Consultant de
specialitate
Consultant de
specialitate

Programul de pregătire săptămânală
Informațiile suplimentare pentru pregătirea lucrării în vederea susținerii pot fi accesate pe pagina
web a Facultății de Mecanică: http://mecanica.utcluj.ro

Perioada
săptămânală Numele și prenumele Semnătura Aviz birou
catedră Semnătura

Feb. 27 – Martie 02
Martie 05 -09
Martie 12 -16
Martie 19 – 23
Martie 26 – 30
Aprilie 02 -06
Aprilie 09 -13
Aprilie 16 -20
Aprilie 23 -27
Aprilie 30 – Mai 04
Mai 07 -11
Mai 14 -18
Mai 21 -25
Mai 28 – Iunie 01
Iunie 04 -08
Iunie 11 -15
Iunie 18 -22
Iunie 25 -29

Birou Departament,
Conf.dr.ing. Ioan -Adrian TODORUȚ
Prof.dr.ing. Nicolae BURNETE
Prof.dr.ing. Nicolae FILIP
Prof.dr.ing. Istv án BARABÁS
Conf.dr.ing. Sanda BODEA

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ -NAPOCA
FACULTATEA DE MECANICĂ
DEPARTAMENTUL: AUTOVEHICULE RUTIERE ȘI TRANSPORTURI
Sesiunea: Septembrie 2017
Director Departament,
Conf. dr. ing. Adrian TODORUȚ

RECENZIE

Asupra proiectului de diplomă cu titlul Contribuții la cercetarea experimentală privind influența
dispunerii încărcăturii asupra calităților sistemului de suspensie la un autoturism BMW seria 3

Elaborat de absolventul : Pașcu Mihai Samoil

Conținutul proiectului:
Modificarea unei suspensii a autovehiculului BMW seria 3 in scopul redistribuirii optime a
incarcaturii.

Perioada de documentare și pregătire a proiectului:
20.10.2015 -01.09.2017
Aspecte pozitive:
………………………………………………………………………………… ………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………….. ..
………………………………………..
Aspecte negative:
………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………… …………………………………………. ……… ….
Cont ribuții personale ale autorului: cercetarea tipurilor de suspensii prin numeroase testă ri pe stand,
încercarea suspensiilor și analizarea stabilităț ii autovehiculului, modelarea matematică a unui tip de
suspensie și analizarea comportament ului dinamic al autovehiculului, structurarea metodelor de
testare și simulare.

Posibilități de valorificare a proiectului:
Obtinerea unei suspensii de serie standard pentru BMW e46, optimizate dupa conditiile de drum si
nevoile actuale ale conducatorilo r auto.
Se propune admiterea / respingerea proiectului pentru susținere publică.

Conducător: Șef lucr. Dr. Ing. Doru BĂLDEAN

Declarație pe proprie răspundere privind autenticitatea lucrării de
licență/diplomă/disertație

Subsemnatul Pașcu Mihai Samoil , legitimat cu CI, seria XB, nr. 531168 , CNP
1911102060028 .
Autorul lucrării : Contribuții la cercetarea experimentală privind influența dispunerii
încărcăturii asupra calităților sistemului de suspensie la un autoturism BMW seria 3
elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a stud iilor de licență la Facultatea de
Mecanic ă, Specializarea Autovehicule Rutiere din cadrul Universității Tehnic e din Cluj –
Napoca , sesiunea de toamnă a anului universitar 2017 , declar pe proprie răspundere, că
această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza cercetărilor mele și pe
baza informațiilor obținute din surse care au fost citate, în textul lucrării, și în bibliografie.

Declar, că această lucrare nu conține porț iuni plagiate, iar sursele bibliografice au fost
folosite cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale privind drepturile de
autor.
Declar, de asemenea, că aceast ă lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte
comisii de examen de licență/diplomă/disertație.

De asemenea, declar că sunt de acord ca proiectul de diplomă/lucrarea de disertație să
fie verificată prin orice modalitate legală pentru confirmarea originalității, consimțind inclusiv
la introducerea conținutului său într -o bază de date în acest scop.

În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile
administrative, respectiv, anularea examenului de licență/diplomă/disertație.

Lucrarea conține: 62 pagini, 2 tabele, 43 schițe și diagrame. Proiectul ar e anexat și: 1
CD.

Data Nume, prenume

Semnătura

1
CUPRINS

1.Introducere ………………………….. ………………………….. …………………… 3
1.1. Importanța studierii comportamentului dinamic al suspensiilor autovehicolelor …….. 7
1.2. Conținutul și structura proiectului de diplomă ………………………….. ………………………. 9
2.Aspecte istorice legate de fabrica BMW ………………………….. …… 10
2.1. Aspecte generale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 10
2.2. Evoluția producției de autovehicule BMW seria 3 ………………………….. ……………….. 12
2.3. Analiza evoluției Seriei 3 ………………………….. ………………………….. …………………….. 14
2.4. Stadiul actual al sistemelor de suspensie al autovehiculelor BMW seria 3 E46 ……. 18
3.Metodologia cercetării aplicative a si stemelor de suspensie la
autovehiculul BMW Seria 3 ………………………….. ………………………… 23
3.1. Alegerea mijloacelor de simulare ………………………….. ………………………….. ………….. 23
3.2. Alegerea mijloacelor de încercare experimentală ………………………….. …………………. 24
3.3. Metodologia cercetărilor aplicative ………………………….. ………………………….. ……….. 28
3.4. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 31
4.Cercetarea prin simulare și modelare matematică a dispunerii
încărcăturii asupra calităților sistemului de suspensie ……………… 32
4.1. Prezentarea modelelor matematice ………………………….. ………………………….. ………… 32
4.2. Configurarea aplicației de simulare ………………………….. ………………………….. ……….. 37
4.3. Rularea programului și prezentarea rezultatelor ………………………….. …………………… 43
4.4. Interpretări și concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………… 46
5.Încercarea experimentală a sistemului de suspensie de la
autovehiculul BMW seria 3 ………………………….. ………………………… 48
5.1. Pregătirea standului de încercare în vederea derulării probelor experimentale ……… 49
5.2. Efectuarea încercărilor pe stand în diferite condiții experimentale de dispunere a
încărcăturii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 49

2
6.Concluzii finale. Contribuții proprii. Perspective de dezvoltare …
………………………….. ………………………….. ……………………… 58
6.1. Concluzii finale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 58
6.2. Contributii proprii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 59
6.3. Perspective de dezvoltare ………………………….. ………………………….. …………………….. 59
7.Bibliografie ………………………….. ………………………….. …………………. 60

3
Introducere
Industria auto se afl ă într-o continu ă ascensiune datorat ă atât competi țiilor dintre
producatori , cât și a cerin țelor extrem de mari de pe pia ța de specialitate.
Exigen țele concurente se refer ă la urm ătoarele aspecte:
– îmbun ătățirea dinamicii autovehiculelor, a siguran ței și a confortului pe perioada
exploat ării;
– creșterea mentenabilit ății și a fiabilit ății cu scopul de a reduce costurile de
întreținere;
– diversificarea model elor și a tipurlor constructive ale suspensiilor pentru
satisfacerea celor mai exigente și variate solicit ări din partea viitorilor posesori de
autovehicule.
Realizarea ultimei cerin țe prezentat ă mai sus depinde de o serie de factori cum ar fi:
– tipul constructiv al vehiculului;
– condițiile de exploatare;
– operații de mentenan ță și întreținere;
– calitatea personalului care exploateaz ă și repar ă automobilul [39].
Viteza de deplasare a autove hiculului pe drumuri cu suprafaț a neregulată nu este
limitată doar de puterea motorului , ci și de calitatea suspensiei . Suspensia unui autovehicul
este formată din ansamblul d ispozitivelor elastice dispuse între roți și saș iu (caroserie), având
rolul de a asigura protecț ia organelor autovehiculului față de acț iunea sarcin ilor dina mice ce
sunt transmise de la sol, stabilitatea ș i ținuta de drum a autovehiculului , confortabilitatea
pasagerilor ș i protecția mă rfii transportate [1].
Calitatea suspensiei e ste un factor important î n proiectarea autovehico lelor rutiere ,
deoarece , pe de o parte asigură ating erea performanțelor dinamice în toate condiț iile de drum
(inclusiv pe drumuri denivelate) , pe de altă parte asigură stabilitat ea mașinii ș i deci contribuie
la siguranța circulaț iei [1].
Suspensia autovehiculului se împarte î n trei componente principal e:
– elementul elastic ;
– elementul de amortizare ;

4
– elementul de ghidare .
Elementul elastic serveș te la reducerea sarcinilor dinamice rezultate în urma
interacțiunilor verticale dintre roată și calea de rulare, asigurând confortabilitatea necesară. Î n
suspensia autovehiculelor se introduc element e suplimentare elastice numite și stabilizatoare
care au ca scop reducer ea sau anularea mișcă rilor de ruliu care apar la viraje [1].

Fig. 1.1. Varianta constructiv ă a elementului elastic de tip elicoidal [43]

Fig. 1.2. Varianta constructiv ă a elementului elastic cu foi de arc [ 44]
Elementul de amortizare împreună cu frecările din sistemul de suspensie creează forțe
de rezis tență care amortizează vibrațiile caroseriei și ale roț ilor [1].

5

Fig. 1.3. Amortizor bitubular cu ulei [45]
Elementul de ghidare transm ite componentele longitudinale și transversale ale forței
de interacțiune , cât și momentele acestor forțe, și determină caracterul cinematic al roților față
de caroseria automobilului [1].

Fig. 1.4. Variant ă contructiv ă a elementelor de ghidare BMW [45]
Funcți ile celor trei elemente principale ale suspensie i pot fi î ndeplinite de un singur
element sau de mai multe elemente diferite.

6
Condiț iile pri ncipale pe care trebuie s ă le îndeplinească suspensia autovehiculelor
sunt:
– caracter istica elastică corespunz ătoare, care să asigure o confortabilitate bună,
mișcări mici de ruliu, inexistenț a (reducerea amplitudinii) lovirilor în tamponul
limitator ș i stabilitatea autovehiculului;
– obținerea unei cinematici corecte a direcției și îmbunătățirea ț inutei de drum ;
– transmiterea forțelor longitudinale și transversale de la roți la car oserie ș i a
momentelor reactive , în cazul î n care această funcție nu este îndeplinită de
dispozitive sp eciale;
– amortizarea efectivă a vibrațiilor caroseriei ș i a roților;
– posibilitatea dispunerii raționale î n cadrul schemei generale a autovehicu lului;
– durabilitate corespunză toare a elementelor suspensiei;
– greutate minimă, ceea ce contribuie la micșorarea greutăților părț ilor suspendate
ale autovehiculului [1], [25], [26].
Industria auto se află î ntr-o mare ascensiune datorată atâ t competiț iei dintre m arii
producă tori de automobile , cât și exigențelor crescâ nde de pe piața auto.
Exigențele implică urmă toarele aspecte:
1. îmbunătă țirea dinamicii autovehiculului ;
2. creșterea fiabilităț ii;
3. diversificarea mode lelor ș i a tipurilor constructive.
Desigur că, suplimentar exigenț elor enumerate anterior, potențialii cumpără tori de
automobile sunt preocupaț i atât de reducerea costului de cumpărare, cât ș i a costurilor privind
întreț inerea ulterioară a autovehiculului, deci implicit prelungirea perioadei de utilizare a
acestuia . Un rol important îl are aici tipul constructiv al vehiculului , condiț iile de exploatare,
operaț iile de mentenanță și întreț inere , calitatea pieselor înlocuite și califi carea personalului
care se ocupă de reparaț ie.
În cazul sistemelor d e suspensii al e autovehicolelor menținerea în condiții de funcț ionare,
realizarea unei periaode de funcț ionare îndelungată, ș i deci implicit reducerea uzurii pieselor
componente sunt determninate atât de calitatea acestora cât și de condiț iile de exploatare ale
autovehic olelor.

7
Importanț a studierii comportamentului dinamic al suspensiilor
autovehicolelor
În ultima parte a secolului al XXI -lea, automobilul a evoluat considerabil , deve nind un
factor de mare progres de care omenirea cu greu s -ar putea despărți.
De-a lungul anilor i s -au impus o serie de exigen țe, astfel încât în prezent automobilele
au devenit o uzin ă mobil ă în miniatur ă.
Dintre perfec țiunile aduse autovehiculelor de -a lungul anilor se pot aminti:
– creșterea sarcinii uti le;
– îmbun ătățirea confortului pasagerilor;
– îmbun ătățirea continu ă a securit ății pasagerilor;
– asigurarea stabilit ății;
– creșterea vitezei medii de deplasare;
– reducerea distan ței de fr ânare;
– reducerea consumului de carburant;
– reducerea noxelor provenite de la evacuare etc [39].
Odată cu creșterea vitezelor de deplasare, echiparea automobilelor cu sisteme de suspensie
din ce î n ce mai performante , capabile să realizeze o „barieră” de vibrații ș i zgomote între
sistemul de rulare ș i caroserie , a devenit o necesitate, cu câ t mai mult viteza de deplasare pe
drumuri denivelate nu este limitată de performanț ele motorului , ci de ca litatea sistemului de
suspensie . Una dintre principalele realizări î n acest domeniu a fost introducerea unui
mecanism cu bare articulate între roata și sașiul automob ilului. Pentru un sistem de suspensie
dat, comportamentul dinamic poate fi modificat atât prin modificarea proprietăților arcurilor
și telescoapelor , cât ș i a bucșelor braț elor articulate. Conform teoriei sistemelor liniare, un
sistem masă -arc-amortizor cu grad mare de amortizare are un comportament acceptabil în
zona frecvenței de rezonanță, î n timp ce un sistem cu un grad redus de amortizare se comportă
invers [1].
Sistemele de suspensie pot fi clasificate î n trei categorii:
1. Sistemul pasiv
Sistemul pasiv este realizat din elemente elastice ș i disipative , comportarea dinamică a
acestuia fiind dată de caracteristicile elementelor menț ionate. Acest component nu po ate fi
modificat în timpul mișcă rii.

8

2. Sistemul semiactiv
Sistemul semiactiv conține elemente comandate on-line. Astfel , se poate modifica
caracteristica de amortizare , și, implici t, comportamentul dinamic al suspens iei, permițâ nd
astfel o mai bună funcț ionare a acesteia.

3. Sistemul activ
Sistemul activ are în componență elemente el astice de amortizare la care se adaugă
sisteme suplimentare cu acț ionare hidraulică sau pneu matică .
După această prezentare este clar că sistemele de suspensie pa sivă sunt cel mai puț in
performante , fapt ce se reflectă și în prețul mai redus al sistemului. Alegerea tipului de
suspensie se bazează așadar pe un compromis î ntre performanță ș i preț.
În cazul suspensiilor pasive, caracteristicile sistemului rămân constante, iar răspunsul
este dependent doar de mărimile fizice care afectează răspunsul în mod direct. Răspunsul
sistemului de suspensie este afectat în mod direct de viteza de comprimare/destindere a
amortizorului, iar mișcarea de ruliu a caroseriei nu afectează direct suspensia
autovehiculului Suspensia unui automobil este formată din ansam blul dispozitivelor elastice
dispuse între roți și caroserie, având scopul de a asigura protecția organelor vehiculului față de
acțiunea sarcinilor dinamice ce se transmit de la sol, stabilitatea și ținuta de drum a
automobilului, confortul pasagerilor și protecția mărfii transportate.
Materialele metal ice cele mai des utilizate la fabricarea arcurilor suspensiei sunt
oțelurile de arc. Ansamblul sistemului de suspensie al autovehiculelor este compus din trei
subansamble:
– suban samblul elementelor elastice;
– subansamblul dispozitivelor de ghidare;
– subansamb lul elementelor de amortizare.
Subansamblul elementelor elastice ale sistemului de suspensie întâlnite la automobile pot fi
compuse din:
– arcuri în foi;
– arcuri elicoidale;
– bare de torsiune;
– elemente elastice pneumatice;
– elemente elastice hid ropneumatice.

9
Conținutul ș i structura proiectului de diplomă
Lucrarea de față are ca obiectiv central studiul teoretic și aplicativ – cu ajutorul
echipamentelor specializate – a condiț iilor de lucru ale sistemului de suspensie în cazul
autovehiculului BMW seria 3 , în vederea optimizării strategiei d e utilizare a maselor pe punți
în funcție de condițiile reale. Î n acest sens , autovehiculul studiat este supus configurării pentru
studiu și apoi unor cercetări aplicative pe baza unei scheme logice de încercare .
În cadrul acestui proiect de diplom ă se va trata diferen ța între dispunerea încărcăturii
asupra calităților sistemului de suspensie la un autoturism BMW seria 3 cu suspensie standard
și suspensie optimizat ă. În lucrare exist ă dou ă moduri de optimizare : una prin modelare
matematic ă și cealalt ă prin teste și încercări fizice pe stand de testare a l suspensiilor.
În primul capitol este prezentat ă, pe scurt , importan ța studierii comportamentului
dinamic al suspensiilor autoturismelor BMW seria 3.
În cel de-al doilea capitol sunt prezentate aspecte istorice despre fabrica BMW,
evolu ția autovehicule lor BMW, c ât și evolu ția seriei 3. Tot în cadrul acestui capitol sunt
detaliate suspensiile pun ților fa ță și spate împreun ă cu componentele lor.
În al treilea ca pitol este prezentată importan ța simul ărilor și a testă rilor automobilelor,
sunt exemplificate metodele de testare. S -au detaliat pe r ând m ijloacele de simulare aplicativă,
programe de simulare și metode de lucru, dar și mijloace de încercare experimentală împreună
cu metodologia de lucru.
Al patrulea capitol cu prinde prezentarea programelor și î ntreaga simulare a
automobil ului în dou ă cazuri : într-un caz este prezent comportamentul dinamic al suspensiei
pentru un automobil echi pat cu suspensie standard, i ar în cel de -al doile a caz este prezentată
simularea pentru acela și autom obil, dar cu suspensia optimizată .
În cel de -al cincilea capitol sunt prezentate mijloacele de încercare experimentală și
pașii testă rii suspensiei pe stand. Testarea pe stan d s-a rep etat de dou ă ori, o dată pentru
suspensia standard și o dată pentru suspensia optimizată .

10
Aspecte istorice legate de fabrica BMW
Aspecte generale
BMW (Bayerische Motoren Werke AG ) este u n producă tor german de motoare,
motociclete și autovehicule.

Fig. 2.1 Sigla BMW [47]
Înaintea celui de -al doilea r ăzboi mondial firma BMW se numea „Rapp Motorenweke
Gmbh”, fiind fondată de Karl Rapp în 1913. În această firmă se produceau motoare care
echipau avioane. Inginerul Max Fritz a inventat î n 1917 motorul de avion cu
supracomprimare. Construcț ia motorului fiind foarte b ună, compania a semnat cu armata
Regatului Prusiei pentru construir ea a 2000 de motoare V12.
Fig. 2.2 Motor de avion BMW V12 [40]

11
La sfârșitul Primului ră zboi mondial companiei BMW i -a fost interzis să mai producă
motoare de avioane. Î n 1922 , principalul acționar Camillo Castiglioni a pără sit firma, luând
dreptul numelui „BM W” optând pentru firma bavareză de aeronave „Bayerische Flugzeug –
Werke” (BFW). Bayerische Flugz eug-Werke a rezultat din Gustav -Otto-Flugzeugwerk
înființ ate la data de 7 martie 1916 de Gustav Otto, fiu al lui Nikolaus Otto, inventatorul
motorului Otto, iar de aici rezultă și data înființă rii uzinei BMW [2].
După mă rirea capitalului social , compania și-a schimbat numele î n Bayerische
Motoren Werke GMBH [2] .
Prin Tratatul de la Versailles , producerea de avioane a fost interzisă în
Germania, Gustav Otto și-a închis fabrica de avioane, iar BMW a tr ecut la producția de
materiale pentru căi ferate [2].
În anul 1923 Max Friz și Martin Stolle au creat prima motocicletă BMW R32 cu motor
boxer și transmisie cardanică (principiul de bază și astăzi) și cadru cu țeavă dublă fiind
construită în doar cinci săptămâ ni [2].
Din anul 1924 au fost refabricate motoarele d e aeronave. „Trenul -Zeppelin” cu motor de
aeronavă de la BMW [2] .
În 1928, BMW a achiziționat fabrica de mașini Farzeugfabrik Eisenach AG , un
producător Dixi, și așa a devenit producător de automobile. La 22 martie 1929, BMW produce
primul autoturism în se rie. Modelul BMW 3/15 DA 2 care a fost o licență de British Austin
Seven [2].

Fig. 2.3. BMW 3/15 DA2 [41]

12
Evoluția producț iei de autovehicule BMW seria 3

Evoluția producției de automobile BMW Seria 3 din 1975 până î n prezent
E21, prima generație (1975 –1981)
Prima generație a fost doar un model de
sedan cu două uși. Bordul mașinii a
marcat introducerea unui concept nou de
design pentru BMW, care are consola
centrală îndreptată spre șofer. Această
caracteristică a devenit parte a filosofiei
de design interior al BMW pentru mai
mulți ani. Ca un semn de siguranță
pasivă, toate marginile și elementele de
comandă din interior au fost rotunjite și
căptușite [2] , [3], [4]. Fig. 2.4. BMW E21 [6]
E30, a doua generație (1982 –1993)
Inițial lansat ca un coupe, caroseria de
sedan cu patru uși a fost adăugată la gama
Seria 3, în septembrie 1983. [2] , [3], [4]
Fig. 2.5. BMW E30 [7]
E36, a treia generație (1991 –1998)
Vânzările inițiale au fost pentru limuzina
cu patru uși, versiunea coupe fiind
adăugată în 1991, iar versiunea cabriolet
în 1992 [2], [3], [4].
Fig. 2.6. BMW E36 [8]

13
Evoluția producției de automobile BMW Seria 3 din 1975 până î n prezent
E46, a patra generație (1998 –2006)
2002 a fost pentru E46 anul cu cele mai
multe vânzări – 561.249 de vehicule au
fost vândute în întreaga lume. Pentru
fiecare an de producție, E46 s -a regăsit în
revista de specialitate „Car and Driver” pe
lista „10 – cele mai bune automobile ”[2],
[3], [4].
Fig. 2.7. BMW E46 [9]
E90, a cincea generație (2005 –2013)
În 2007 s -au vândut 550.000 de
autoturisme din cea de -a cincea generație
de Seria 3 [2], [3], [4].
Fig. 2.8. BMW E90 [10]
F30, a șasea generație (2012 – prezent)
Produc ția F30 a început pe 14 octombrie
2011 la M ünchen și a intrat în vânzare în
februarie 2012 [2] , [3], [4].
Fig. 2.9. BMW F30 [11]
Tabel 2.1 . Evoluția BMW Seria 3

14
Analiza evoluției Seriei 3
Ideea de se dan sportiv cu dimensiuni mici și foarte rapid îi aparț ine lui Max Hofman.
La salonul auto de la Geneva , în 1966 s -a lansat modelul BMW 1602 care pune bazele gamei
de modele „02”, fiind predecesorul Seriei 3 [2] , [3], [4], [5].
În septembrie 1975 , s-a lansat prima generaț ie de BMW seria 3 la salonul auto de la
Frankfurt. Prima caracteristică importantă de design ca re a definit modelele acestei mă rci a
fost bordul orientat spre șofer. După 2 ani, 1977, BMW a devenit primul model de seria 3 cu
motor dotat cu 6 cilindri î n lini e. Modelul a urmat o serie lungă de modificări și dezvoltă ri la
sistemul de injecție ș i management al moto rului, folosirea de materiale uș oare precum
aluminiu, magneziu, tracțiune integrală , motoare diesel performante [2], [3], [4].
Fig. 2.10. Motor M20B25 care echipeaz ă E21

A doua generație BMW Seria 3 a venit cu o nouă caroserie în 4 uș i, fiind un succes
care a căpătat noi valențe. Tot în a doua generaț ie s-a lansat primul model M3, versiunea
Cabrio și versiunea Touring [2] , [3], [5].
În cea de -a treia gen erație, BMW a lansat versiune a „Compact” car e anticipa o
următoare serie, fiind numită Seria 1 [2] , [3], [4], [5].

15
În prezent , după șase generații de evoluț ii, BMW Seria 3 este disponibil î n versiunile:
Sedan, Touring, Gran d-Tourer, iar versiunile Coupe ș i Cabriolet apar țin noii game numită
Seria 4 [2], [3], [4], [5].
Gama de motoare pentru BMW seria 3 este foarte diversă cuprinzând 12 tipuri de
motoriză ri (5 benzina și 7 diesel) , cu puteri cuprinse între 114 CP pentru 316d ș i
317KW/425CP pentru M3 [2] , [3], [4], [5].
Cea mai semnificativă caracteris tică dintre cele pe care le prezintă gama de motoare ,
este echili brul deosebit dintre performanță ș i consumul de combustibil pentru performanțe
maxime în ceea ce privește sportivitatea, cât ș i emisiile [2] , [3], [4], [5].
Motoare le de BMW au evoluat în urmă torul fel :
 1978: BMW 323i, motor pe benzină cu șase cilindri, 105 kW/143 CP, 7,9
litri/100 km ;
 1985: BMW 324d, motor diesel cu șase cilindri, 63 kW/86 CP, 6,9 litri/100
km;
 1985: BMW 325e, motor pe benzină cu șase cilindri, 90 kW/122 CP, 8,4
litri/10 0 km ;
 1994: BMW 318tds, primul motor diesel cu patru cilindri, 66 kW/90 CP, 5,9
litri/100 km ;
 2001: BMW 316ti compact, motor pe benzină cu patru cilindri, cu
VALVETRONIC, 85kW/115CP, 6,9 litri/100km
2015: BMW 320d EfficientDynamics Edition, motor diesel cu patru cilindri,
120 kW/163 CP, 3,8 litri/100 km ;
 2015: BMW 340i, motor pe benzină cu șase cilindri, 240 kW/326 CP, 7,4
litri/100 km ;
 2015: BMW 330i, motor pe benzină cu patru cilindri, 185 kW/252 CP, 6,1
litri/100 km ;
 2015: BMW 318i, motor pe benzină cu t rei cilindri, cu High Precision
Injection, 100 kW/136 CP, 5,1 litri/100 km [2], [3], [4], [5].
 2015: BMW 335d xDrive, motor diesel cu șase cilindri, 230 kW/313 CP, 5,4
litri/100 km (media într -un ciclu de testare UE).

16
Evoluț ia trenului de rulare de -a lungu l timpului începe cu prima suspensie față tip
McPherson , ajungâ nd la Active Steering ș i DSC în cadrul actualei BMW Seria 3.
Suspensia din a șasea generație a gamei Seria 3 stabilește noi limite în ceea ce priveș te
o manevrabilitate agil ă, și plă cerea de a conduce. Suspensia punții față cu dublă legatură și
braț de tensiune , combinată cu o suspensie pe puntea (sau axul) spate cu cinci braț e, o
construcție ușoară ce încorporează multe elemente din aluminiu, frâne eficiente și masa
optimizată, siste mul de servodirecție electromecanică ce economiseș te energie , sunt reale
dovezi ale avansuui tehnologic al autovehicu lelor BMW Seria 3 [4].
Fig. 2.11. Sistem suspensie BMW F30 [42]

Distribuția echilibrată a maselor , corelată cu transmiterea puterii la pu ntea spate,
tehnologia de ultimă oră a suspensiilor , reprezintă baza caracterist icilor de manevrabilitate
excepțională pe care le are gama BMW Seria 3.
Cu fiecare generați e au fost introduse noi inovaț ii a sistemului de suspensie, direcț iei și
sistemului de frâ nare. Totodată, BMW Seria 3 a pro fitat constant de inovaț ii care au fost
concepute pentru automobilele BMW din clasele superioare (Seria 5 sau 7) . În consecință,
modelul a deven it un precursor al progresului în domeniul tehnologiei saș iului [4] .

17
Construcția ușoară a întă rit agilitatea pr intr-o reducere a greutății, direcție precisă, î n
timp ce sistemele de control sunt foarte b ine echilibrate, fapt care arată superioritatea în
situați ile de condus deosebit de dificile .
Momentele importante în d ezvoltarea saș iului pentru BMW Seria 3 sunt:
1975: Premiera mondială a gamei BMW Seria 3 cu suspensie independentă a roților,
ax frontal tip McPherson și direcție cu pinion și cremalieră montată elastic. (BMW E21) [4].
1977: Versiunea de motor cu șase cil indri, cu discuri de frână la toate roțile; opțional
servodirecție asistată hidraulic. (BMW E21) [4].
1982: Prezentarea celei de -a doua generații BMW Seria 3 care dispunea de suspensie
spate semi -independentă, cu arcuri și amortizoare individuale. Introduc erea discurilor de frână
cu etriere oscilante, ABS opțional. (BMW E30) [4].
1985: Lansarea modelului BMW 325i, cu motor cu șase cilindri, și versiunea BMW
325iX, cu tracțiune integrală, ambele cu ABS în dotarea standard. (BMW E30) [4].
1987: Primul BMW M3 dispunea de amortizoare reglabile electronic. (BMW E30) [4].
1990: Premiera celei de -a treia generații BMW Seria 3: Suspensie față simplă, cu bară
stabilizatoare transversală, suspensie spate cu arc central, servodirecție asistată disponibilă
standard la B MW 318i și la versiunile superioare. (BMW E36) [4].
1992: ABS este oferit standard la toate modelele gamei BMW Seria 3, Control
Automat al Stabilității (ASC) disponibil opțional, a doua generație a modelului BMW M3 cu
sistem de frânare compus. (BMW E36) [4].
1998: Lansarea celei de -a patra generații BMW Seria 3, care dispunea – în dotarea
standard – de suspensie ușoară, discuri de frână la toate roțile, Control al Frânării în Viraje
(CBC), iar opțional de Control Dinamic al Stabilității (DSC) pentru BMW 328 i. (BMW E46)
[4].
2000: Noua tehnologie de transmie integrală cu DSC pentru versiunile Sedan și
Touring, a treia generație a modelului BMW M3 cu diferențial autoblocant M variabil. (BMW
E46) [4].

18
2001: DSC este standard la întreaga gamă BMW Seria 3. (BMW E46) [4].
2005: Prezentarea celei de -a cincea generații BMW Seria 3, cu suspensie din aluminiu,
suspensie spate cu cinci brațe, DSC ce include Control Dinamic al Tracțiunii (DTC),
compensare suplimentară a amortizării la versiunile de motorizare cu ș ase cilindri, frâne
uscate, asistență la plecarea din rampă, primul automobil din segmentul său cu Active
Steering ca opțional, pneuri cu rezistență redusă la ruliu și indicator de defecțiune a pneurilor
în dotarea standard. (BMW E90) [4].
2007: Introducer ea direcției electromecanice EPS (servodirecție electrică), inclusiv
Servotronic ca parte integrantă a programului BMW EfficientDynamics. (BMW E90) [4].
2011: O dată cu a șasea generație BMW Seria 3 se introduce sistemul de amortizoare
adaptive pentru între aga gamă. Selectorul „Driving Experince Control”, disponibil standard,
permite schimbarea între mai multe moduri de condus care influențează comportamentul
amortizoarelor, direcției, răspunsul accelerației, funcționarea cutiei de viteze sau eficiența
compo nentelor auxiliare. (BMW F30) [4].

Stadiul actual al sistemelor de suspensie al autovehiculelor BMW seria 3
E46
2.4.1. Descrierea punților față ș i spate a modelului BMW E46
Suspensia analizată în cadrul lucră rii echipează modelul BMW E46 , produs între 1998
și 2006 .
Puntea față este o punte independentă cu sistem de suspensie tip McPherson, în care
telescopul este dispus î ntre înfășură rile arcului , care se fixează direct în fuzetă . Aceasta
pivotează în braț ul inferior.
Puntea față este dotată cu: două brațe care sunt fixate spre habitaclu î n doi supo rți
metal ici prevăzuți cu bucș e, în partea frontală două articulaț ii sferice care se fixează în sașiu,
iar pe partea laterală , tot prin intermediu l articulațiilor sferice se asamblează fuzetele.

19
Fuzetele punții față sunt d otate cu suporț i de etrier , suporț i pentr u rulmenți ș i dispun
fiecare de câte un braț î n care se face leg ătura cu rotulele de direcț ie, care prin intermediul
bieletelor de direcție se conectează la caseta de direcț ie.
Un rol important în stabilitatea autovehiculului p e calea de rulare î l poart ă sistemul de
stabilizare , fiind compus din tr-o bară stabi lizatoare fixată de sașiu î n doi elemenț i elastic i care
are, la extremitatea ei , câte o bieletă antiruliu asamblată cu șuruburi atât î n bara stabilizato are
cât și pe fiecare telescop.
Elementele constructive ale punț ii față sunt prezentate î n figura 2.7 .
Fig. 2.7. Punte față BMW seria 3 [12]
Suspensia fa ță care doteaz ă autovehiculul BMW E46 este compus ă din urm ătoarele
componente:
 punte transversal ă;
 două brațe inferioare ;
 două fuzele ;
 o bar ă stabilizatoare fixat prin intermediul buc șelor de bar ă pe punte ;

20
 două bielete antiruliu ;
 două telescoape ;
 două arcuri elicoidale ;
 doi rulmen ți de sarcin ă dotați cu flan șe de fixare pe caroserie.
Elemente constructive ale suspensiei față sunt prezentate î n figura 2.8 :

Fig. 2.8. Sistem arc amortizor

21
Puntea spate este formată din :
 două brațe superioare;
 două brațe inferioare ;
 două fuzete;
 o punte transversal ă;
 o bară de rigidizare;
 două bielete antiruliu.
Fuzetele punții spate sunt proiectate în așa fel încât ele includ și brațul transversal care
preia forțele și momentele transmise în timpul mișcării. Reglarea convergenței roților punții
spate este permis ă prin intermediul suportului bucșelor în care se fixează brațele fuzetelor.
Acești suporți se fixează în sașiul automobilului prin 3 șuruburi dotate cu reglaj excentric. Tot
la nivelul fuzetei prin asamb larea ei cu brațul superior se poate regla și unghiul de cădere al
roților.
În cadrul pun ții transversale spate, fiind independent ă, se reg ăsesc diferen țialul și
planetarele care conduc mi șcarea de rota ție de la motor la ro ți.
Elementele constructive ale punții spate sunt prezentate î n figura 2.9:
Fig. 2.9. Punte spate BMW seria 3 [13]

22
Concluzii:
Suspe nsia de tip McPhaerson predomină î n echiparea modelelor seria 3, da r în timp
suferă o multitudine de modifică ri pentru a stabili caracterist ici superioare asupra rolului să u.
De asemenea , de la primul model până î n prezent BMW ser ia 3 dispune de suspensie
dotată cu punte independentă spate, care oferă autovehiculului un g rad mare de stabilitate,
menți ne leg ătura la sol , independența pe roț i, construcția fiind asemănă toare de la primul p ână
la ultimul model.
Un plus adus de ultimele modele asupra suspensiilo r este comandarea acestora de că tre
un calculator care poate prog rama și sesiza acțiunea care urmează a se desfășura, având ca
scop menținerea permanentă a aderenței și confortului stabilit în funcție de setă ri.
2.3.2 . Posibilități de optimizare a le elementelor constructive ale suspensiei
Prin optimizarea sistemului de suspensie al automobilului crește nivelul de amortizare,
legătura la sol și nivelul de aderență în condiț ii dificile.
Dintre soluț iile de optimizare a elementelor con structive ale suspensiei enumeră m:
1. Reducerea masei pieselor aflate în mișcare față de saș iu. Prin acest sistem se
reduce implicit inerț ia, iar contactu l cu solul este asigurat pe o plajă mai mare
de rulare î n timp.
2. Aplicarea unor arcuri ș i telescoape mai rigide . Prin folosirea acestui ti p de
suspensie, cresc performanț ele dinamice ale automobi lului, deoarece se permite
coborârea gărzii la sol, aderența f iind mărită datorită centrului de greutate
coborâ t.
Din punct de vedere al problemei ruliului , se poate opta pentru bielete ant iruliu cu
dimensiuni reduse față de cele impuse de producător, bucșe din material mai dur față de cele
de fabrică și bara stabili zatoare conceput ă dintr -un material mai rigid.

23
Metodologia cercetării aplicative a sistemelor de suspensie la
autovehiculul BMW Seria 3
Alegerea mijloacelor de simulare
În procesul proiectării, realizării și exploatării sistemelor complexe, modelarea și
simularea joacă un rol de incontestabilă importanță, atestată și de sumele imense cheltuite în
acest scop. Dar , utilizarea eficientă a acestui instrument de analiză extrem de puternic, numit
simulare, presupune înțelegerea corectă a mecanismelor sale, a av antajelor pe care le oferă,
dar și a posibilelor dezavantaje, cunoașterea factorilor care pot conduce la succes sau la eșec.
Termenul simulare, în accepțiunea din domeniul informaticii, se referă la utilizarea
calculatorului în procesul de analiză indirec tă a unui sistem. Simularea computerizată constă
în proiectarea unui model al unui sistem real sau teoretic, în execuția acestui model pe un
sistem de calcul și în analiza rezultatelor obținute. Pe scurt, pentru simularea unui sistem fizic,
primul pas care trebuie făcut este crearea unui model matematic cât mai apropiat de modelul
fizic, care să -l reprezinte.
Modelul va fi apoi executat prin intermediul unui program, care va simula in functie
de timp, actiunile care se desfasoară, prin modificarea corespun zătoare a variabilelor de stare
asociate. Simularea poate fi făcută la diferite niveluri de abstractizare, în funcție de scopul
urmărit prin simulare. Este evident faptul că un model mai apropiat de realitate și mai detaliat
va duce la obținerea unor rezul tate mai valoroase.
Proiectanții și utilizatorii sistemelor de calcul doresc să obțină o performanță cât mai bună
la un preț cât mai scăzut; modelarea și simularea diferitelor tipuri de modele poate fi foarte
utilă înainte de a lua decizii de proiectare p entru un sistem real. Dar simularea nu se folosește
numai pentru a optimiza performanțele, ci și pentru verificarea corectitudinii. Este important
ca simularea să se facă într -o fază timpurie a ciclului de producție [34].
Pentru simularea sistemului de su spensie s -a folosit programul TESIS Dynaware
conceput pe platforma Matlab.

24
Fig. 3.1 Prezentare Dynaware
TESIS Dynaware este un software de testare și simulare a diferitor sisteme din cadrul unui
automobil. Acesta ofer ă posibilitatea de introducere a nume roaselor caracteristici ale unui
automobil. Procesele de lucru sunt bine optimizate prin adaptarea la diferite medii prin
instrumente cum ar fi Matlab, Simulink.
Alegerea mijloacelor de încercare experimentală
Dupa cum se știe, obț inerea informaț iilor despre calităț ile automobilului sau ansamblului
încercat, sub formă de cifre, semnale , diagrame, etc se realizează cu ajutorul unor aparate de
măsurare. Un complex de aparate de măsurare interconectate într -o schem ă dată formează un
sistem de măsurare , ace sta constituind de c ele mai multe ori sursa informațiilor menț ionate.
Pentru asigurarea unei înalte calităț i a informației obtinuțe la încercări, este necesară, pe lângă
alegerea corectă a metodei de măsurare , adoptarea celor mai indicate aparate de mă surare și
compunerea corectă a sistemului respectiv, asigurarea condițiilor de funcționare normală a
aparatelor, prin izolarea la vibrații, protejarea la acț iunile excesive ale mediului ambiant,
alimentarea corespunză toare cu curent etc [27] .
Necesitatea accel erării încercărilor, complexitatea crescă toare a ansamblurilor
componente ale autovehiculelor, a condiț iilor de calita te impuse acestora, a impus creșterea
volumului și a vitezei de obținere a informațiilor obținute la încercări. În consecință , s-a
dezvolt at și tehnica de măsurare, mai ales în sensul automatizării proceselor de măsurare ș i
prelucrare a rezultatelor lor. Eficacitatea unei măsurari este determinată la râ ndul ei de

25
caracteristicile metrologice (clasă de precizie, sensibilitate, putere , rezoluț ie) și dinamice
(domeniul dinamic, funcția de transfer, domeniul de frecvenț e) ale aparaturii utilizate [27] .
La alcătuirea sistemelor de măsurare este necesară cunoaș terea surselor de erori ale
fiecărui aparat din schemă , caracterul erorilor, p rocesul de lucru, particularitățile de utilizare,
metoda de încercare respectivă și eroarea maximă admisă de acesta. Trebuie ținut cont că
aparatele complexe sunt susceptibile î n a da erori mai mari, apelul aces ta fiind recomandabil
numai dacă este justifi cat de volu mul și calitatea informației obț inute. De asemenea , trebuie
subliniat că numeroase verifică ri se pot efectua cu mijloace de mă surare simple (rulete,
cronometre), accesibile chiar și automobiliștilor amatori, însă pentru mărirea preciziei
măsură torilor în asemenea cazuri, este necesară repetarea de c ât mai multe ori a încercă rilor
[27].
Imediat , înaintea încercărilor se vor face etalonă rile aparatelor din sistemul de mă surare.
Aceste e talon ări se vor reface periodic, mai ales î n cazul interveniri i unor întreruperi ale
procesului de î ncercare [27].
Prin î ncercarea suspensiei se determină caracteristic a elastică verticală a suspensiei ș i a
elementelor sale elastice, precum și caracteristica elastică unghiulară transversală a acesteia.
La determinarea carac teristic ii elastice verticale se stabilește dependența dintre sarcina
verticală F și deformaț iile arcurilor h, măsurată deasupra axei. Sarcinile și deformațiile se
măsoară atât la încărcare cât și la descărcare , la intervale egale de mod ificare a sarcinii și se
trasează caracteristica F=f(h) (fig 3.1 a). Pe curbă se marchează porțiunea de lucru, ținâ nd
seama de scara graficului. Cu ajuto rul caracteristicii se determină forța de frecare Ff la
suspensie, săgeata statică ș i cursa suspensiei până la limitator, în timpul comprimării ș i
destinderii [27].

26

Fig. 3.1 Caracteristicile elastic e ale suspensiei [27]
Rigiditatea unghiulară a suspensiei ș i frecarea din suspensie se determină dup ă aceeași
metodă. Încercă rile se efectuează cu și fără stabilizatorul de stabilitate transversal ă.
În schema din figura 3.2 a, momentul este creat de două forț e egale F aplicate la o
grindă transversală fixată pe ram a sau caroseria automobilului. Prin creșterea progresivă a
sarcinii, caroseria iese din poziț ia neutră până la atingerea limitatoru lui de cursă. Cu un aparat
adecvat se măsoară unghiul de înclinare deasupra axei din față ș i din spate. Momentele care
acționează asupra fiecă rei suspensi i se determină ca produs între indicațiile câ ntarelor de sub
roata stangă și dreaptă ș i ecartamentul axei respective:

27

Fig. 3.2 schema instalațiilor pentru determinarea caracteristicilor elastice unghiulare transversale
a- Cu cuplul de forțe ; b – cu moment; c – cu forța transversală
M= (Gs -Ga)B [27 ]
Rigiditatea unghiulară se poate determina mai precis aplicâ nd un moment ca î n schema
din fig . 3.2b. Asupra automobilului, ale cărui roți sunt așezate pe talerele unor cântare, se
aplică o forță orizontală Fh la înălț imea Hg față de suprafața talerelor (drumului) [27] .
Pentru calculul și studiul oscilaț iilor automobilului este necesară caracteristica
amortizorului , care reprezintă dependența forței de rezistență F de viteza v a deplasă rii
pistonului amortizorului. Caracter istica amortizorului se trasează pe baza ridică rii mai multor
diagrame de lucru obț inute la mersul constant al p istonului și la oscilații cu frecvențe
variabile. Î nregistrarea caracteristicilor amortizorului se poate face pe standul din figura 3.3.
Mișcarea a lternativă de du -te-vino a piston ului amorti zorului se realizează cu ajutorul un ui
excentric cu braț reglabil (adaptabil la diferite valori ale cursei), prin intermediul un ei culise
ghidate pe coloane ve rticale, de care este prins capă tul inferior al a mortizorului. Capă tul
superior al amortizorului este prins de rama standului prin int ermediul unui traductor de forță
al cărui semnal este amplificat și introdus în sistemul de înregistrare. Capă tul superior al
amortizorului este prins de rama standului prin intermediul un ui traductor de forță, al cărui
semnal este amplificat și introdus în sistemul de înregistrare ș i vizualizare. Deplasarea relativă
a celor două părț i ale amortizorului este preluată cu ajutorul unui tradu ctor de deplasare
inductiv al că rui semn al este , de asemenea , amplificat și transmi s aparatului de î nregistrare ,
fie direct, fie după trecerea pr intr-un amplificator de diferențiere, a cărui caracteristică scade
brusc la frecvențe mai mari ca ale semnalului. Î n acest fel, semnalul traductorul ui de deplasare
este proporț ional cu cursa sau cu viteza tijei antr enate a amortizorului. Introducâ nd simultan

28
cele două semnale de la traductoare î n canalele X și Y ale unui osciloscop (sau înregistrator
X-Y), se obține diagrama de lucru ș i caracteristic a amortizorului (dependența forță -cursă și
forță-viteză) .
Metodologia cercetă rilor aplicative
Chiar în cazul celor mai simple încercări, faza preliminară de pregătire a acestora
reprezintă o etapă de bază pentru asigurarea desfășură rii corespunz ătoare a lucrărilor propriu –
zise și a obț inerii unor rezultate concludente. În această fază, trebuie formată o viziune clară
asupra obiectivelor încercă rii, asup ra mijloacelor ce trebuie puse în joc pentru atingerea lor, a
etapizării lucrărilor precum ș i o cont urare a domeniului în care trebuie să se găseasc ă
rezultatele ce se vor obț ine [27].

Fig. 3.3 Stand pentru determinarea caracteristicilor amortizoarelor
Etapele cercetărilor aplicative cuprind următorii paș i:
1. scopul încercă rii;
2. realizarea programului de î ncercare ;
3. pregătirea automobilului pentru î ncercare ;

29
4. alegerea ș i pregătirea aparaturii de mă surare ;
5. efectuarea încercă rilor;
6. interpretarea rezultatelor .
1. Scopul încercă rii
Baza de plecare a majorității încercărilor o constituie o temă sau o temă -program de
cercetare, anexată la contracte sau comenzi, î n conformitate cu legile contractelor eco nomice,
sau planurile de producție ale î ntreprinderilor constructoare de transporturi auto. Personalul
însărcinat cu efectuarea concretă a încercărilor trebuie să fie formulate cl ar obiectivele temei ,
să aducă corecturi le necesare acolo unde competența specialistului o impune, în așa fel ca
obiectivele să fie atinse în mod optim. Este necesară o delimi tare a acestor obiective în
principale și secundare, pentru a se asigura o anumit ă elasticitate a programului și a orienta î n
mod cuvenit efortul material ș i uman implicat [27].
2. Realizarea programului de î ncercare
Dacă î n multe cazuri programul general de încercare este impus sau propus de
instituțiile ce efectuează lucrările, organizatorii desfășurării acestora le rămâne obligația de a –
și elabora un program de lucru amănunțit, al cărui conț inut poate garanta atingerea
obiectivului dorit.
Un asemenea program de lucru include :
– obiectivul clar formulat al încercării, corelat cu tipul acesteia și natura obiectivului
încercat;
– descrie rea fazelor, cu obiectivele parț iale specifice;
– ordinea cronologică a diferitelor faze, enumerarea până la detalii a lucră rilor specifice
fiecă rei faze;
– condiț iile ambientale meteorologice, de teren, mijloace (standuri, aparate) necesare;
– regimurile de î ncercare propuse ;
– precizia de măsurare a parametrilor determinați prin încercă ri, valori recomandate
pentru aceș ti parametri;
– aparatura de măsurare necesară , mijlo ace de asigurare, de transport, de alimentare cu
energie electrică ;
– condiții specifice ale încercă rilor pe stand ;
– numărul de produse î ncercate [27].

30
3. Pregătirea automobilului pentru î ncercare
O primă activitate de preg ătire a unui automobil pentru o anumită î ncercare o
constituie confruntarea acestuia cu princ ipalele prevederi ale documentației de execuție sau
însoțitoare cu tipul, î ntreprinderea constructoare, numărul de serie sau de motor, saș iu,
caroserie, paramet rii de masă, performanț e, caracteri sticile constructive ale motorului,
agregatelor transmisiei , sistemul de rulare. Documentația tehnică î n cauza căreia se fac aceste
verificări va t rebui să cuprindă desenele d e ansamblu ale autovehiculului ș i desenele de
mont aj ale principalelor ansambluri , lista accesoriilor și sculelor din setul de livrare,
instrucțiuni de întreț inere și exploatare , carte service, etc [27].
Stările de încercare specifice pentru încercă ri vor fi cele d efinite de STAS 6926/1 -78,
dar î n cazul î ncercarilor de cercetare se pot adopta și stări intermediare corespunzătoare
scopului cercetă rii.
4. Alegerea și pregătirea aparaturii de mă surare
După cum se știe, obținerea informaț iilor despre calităț ile automobilului sau
ansamblului î ncerca t, sub formă de cifre, semnale, diagrame e tc, se realizează cu ajutorul unor
aparate de mă surare. Un complex de apar ate de m ăsurare interconectate într -o schemă dată
formează un sistem de mă surare, acesta constituind de c ele mai multe ori sursa informațiilor
menț ionate [27] .
5. Efectuarea încercă rilor
După efectuarea tuturor lucrărilor preliminare prezentate în paragrafele precedente în
cazul existen ței condiț iilor meteorologice sp ecificate de standarde sau nedăunătoare
desfășură rii măsură torilor, se poat e trece la efectuarea măsură torilor propriu -zise. Modurile de
lucru respective sunt descrise î n diferite le capitole ale prezentei lucrări sau în standardele în
vigoare și singura indicație cu caracter general ce se ș i poate da , este respectarea cu stricteț e a
programului de încercare adoptat, a recomandărilor comisiei ce monitorizează î ncercarea din
punct de vedere oficial.
6. Interpretarea rezultatelor
O interpretare și prezentare judicioasă a rezultatelor încercarilor necesită :
– cunoașterea metodelor ș i practicilor de prelucrare a d atelor informaționale, care să
ducă la utilizarea completă a informației obținute prin încercă ri;

31
– indicare a, ori de c âte ori este posibil, a gradului de încredere al rezultatelor î n sens
statistic, a unor eventual e motive de î ndoială sau incertitudini;
– prezentarea sugestivă ș i clară a datelor folosite în diagrame la scar ă adecvată ș i poze.
Concluzii
Testar ea automobilelor se va produce în anumite condiții prestabilite de către cercetători
în locuri sau laboratoare dotate cu echipamen t special. Înainte de î nceperea testel or, un aspect
foarte important îl poartă verificarea ansamblurilor și subansamblurilor în vederea funcționării
care vor fi supuse testă rii.
Avantajul principal al încercării pe stand, î l constituie precizia mai mare cu care se pot
determina performanțele obiectului î ncercat , deoarece așa se pot înlă tura factorii sa u
parametrii care nu se studiază .

32
Cercetarea prin simulare și modelare matematică a dispunerii
încărcăturii asupra calităților sistemului de suspensie
Prezentarea modelelor matema tice
O suspensie este, în esență, un arc amortizat care produce forța opusă atunci când este
comprimată. Arcurile susțin greutatea vehiculului. Amortizoarele se opun mișcării arcului,
disipându -și energia și împiedicându -le să răsară fără control [29].
Forța produs ă de arcuri depinde de distanța pe care sunt comprimate și este dată de
Legea lui Hooke:
F = – Kx (4.1)
unde : K reprezintă constanta elastică a arcului
x fiind modulul vectorului deplasare , orientat de la p oziția de echilibru a
capătulu i resortului către poziția finală [29], [30].
Forța produsă de amortizoare depinde de cât de repede suspensia este comprimată sau
alungită (viteza de contact), care se opune mișcării.
Când o roată este ridicată de la sol, suspensia nu produce forță. La cel mai mic contact
posibil , de asemenea, nu v a produce nici o forță. Pe măsură ce arcul devine mai comprimat, se
produce mai multă forță proporțional ă cu:

Fig. 4.1. [30]

33
Limita de compresie este cursa de comprimare . Dincolo de acest punct, arcul atinge
forța maximă și nu se poate comprima mai mult. Poziția de suspendare este înălț imea de unde
forța arcului este egală cu forța aplicată asupra arcului. La autovehicule, această forță este în
mod obișnuit cauzată de greutatea s uportată de roată astfel încâ t:
 cu cât greutatea încărcată este mai mare, cu atât mai mult arcul va fi comprimat
(poziția su spensiei este vizibil mai mică);
 u cât greutatea încărcată este mai mică , cu atât arcul va fi mai puț in comprimat
(poziția su spensiei este vizibil mai mare);
 dacă centrul de masă al unui vehicul este deplasat (încărcătură, pasageri)
greutatea va fi redistribuită de -a lungul roților, iar suspensiile vor fi
comprimate / alungite ca urmare a noii distribuții a greutății;
 în cazul în care autovehiculul accelerează, frân ează sau în viraje, greutatea va
fi schimbată temporar între roți, variind pozițiile de suspendare
corespunzătoare. De exemplu, accelerarea face ca o anumită greutate (în
funcție de accelerația reală) să fie transferată de la roțile din față la roțile din
spate. Efecte similare se î ntâmplă la frânare și în viraje;
 suprafețele aerodinamice împing vehiculul la viteză ridicată, crescând
încărcătura pe roți și comprimând în consecință suspensiile [30].
Forța care ac ționează asupra suspensiei se calculează după cum urmează:
Forța suspensiei = constanta elastică x cursa de comprimare + constanta de amortizare x
viteza de contact (4.2) .
Când suspensia nu se mișcă, viteza de contact este 0. Aceasta se întâmplă atunci când
vehiculul staționează , se deplasează cu vit eză constantă sau cu o accelerație constantă pe
verticală. Poziția specifică a suspensiei pentru o roată poate fi calculată după cum urmează:
poziția suspensiei =
(4.3) .
unde masa reprezintă masa reală susținută de acea roat ă.
Proprietățile suspensiei pot fi studiate din punct de vedere al comportamentul ui
oscilant. Conceptele asociate sunt folosite pentru a studia reacțiile suspensiei în diferite
situații.

34
Având în vedere forța produsă de suspens ie la o stare stabil ă specifică (viteza de
contact fiind 0), valoarea echivalentă a masei suspendate pentru studierea acestei situații poate
fi calculată astfel:

(4.4) , [29], [30], [31], [32].
Când autovehiculul este în repaus, cu o viteză constantă sau cu o accelerație constantă
ne-verticală, suma maselor suspendate ale tuturor roților se potrivește exact cu masa
vehiculului.
Folosind masa suspendată se poate calcula frecvența naturală a arcului sub această
încărcătură. Frecvența naturală este viteza cu care arcul poate răspunde schimbărilor în
sarcină:
√
(4.5) , [29], [30], [31].
Frecvența naturală definește comportamentul oscilant al suspensiei. Pentru un
autovehicul standard este creată o plajă standard de frecvențe cuprinse între 5 ș i 10 Hz.
Masa suspenda tă este, de asemenea , folosită pentru studierea comportamentului de
amortizare, adică a ratei la care suspensia disipă energia stocată de arc. Se poate calcula
raportul de amortizare pentru a afla dacă suspensia va fi sub -amortizată, supra -amortizată sau
amortizat ă critic:

√ (4.6) , [29], [30],
[31].
Un raport de amortizare mai mare de 1,0 înseamnă supra -amortizare (suspensie lentă),
o valoare exactă de 1,0 este amortizată critic și o valoare mai mică de 1,0 este sub -amortizată.
Valorile pentru vehiculele realiste sunt cuprinse între 0,2 și 0,6. Rata amortizorului care
vizează un anumit raport de amortizare poate fi calculată prin rearanj area ecuației:
√ (4.7)
[29], [30], [31].
În suspensiile sub -amortizate (grad de amortizare < coeficient de amortizare <1),
frecvența la care sistemul oscilează este diferită de frecvența naturală .

35
√ (4.7)
[29].
Suspensiile în cazul auto vehiculel or reale nu au în mod constant o frecvență constantă
și un raport de amortizare. Se poate calcula și studia comportamentul oscilant în situații
specifice separat: în repaus, accelerare, frânare etc. Transferul de mase în unele dintre aceste
situații afectează de fapt comportamentul s uspensiei . Această problemă reprezintă necesitatea
configură rii suspen siilor la autovehiculele reale în vederea gă sirii unui compromis echilibrat
între confort ș i stabilitate [29] .
Dacă vehiculul se află sub o accelerație constantă ne-verticală (accelerare / frânare /
înclinare transversal ă) greutatea este redistribuită între roți. Roțile vor sprijini încărcarea mai
mult sau mai puțin decât în poziția de repaus. Aceasta modifică efectiv proprietățile oscilante
ale suspensiilor în acele situații specifice, având astf el reacții diferite. De exemplu , o mașină
de curse frânează puternic la capătul unei drepte lungi înainte de a intra într -o curbă lentă.
Dacă acea parte a căii este o suprafață accidenta tă, atunci suspensia trebuie insta lată
corespunzător pentru a asigura o manipulare corectă în timpul frânării peste denivel ări. Un alt
exemplu , este forța de apăsare provocată de suprafețele aerodinamice. Suspensia va avea un
comportament diferit la viteze mari datorită sarcinii suplimenta re susținute. Studierea
comportam entului oscilant al suspensiei este esențială pentru instalarea acestora la
automobilele de curse pentru a putea reacțion a corect în fiecare situație.
Cele mai important e piese î n suspensia autovehiculelor sunt :
 arcurile care susțin greutatea vehiculului;
 amortizoarele care au ca scop disiparea energiei înmagazinate î n arcuri atunci
când suspensia se mișcă (transferuri de greutate).

36

Fig. 4.2. Arcuri BMW e46 Standard [37]

Fig. 4.2. Amortizoare BMW e46 Standard [38]
Când suspensia nu se mișcă, amortizoarele nu au niciun efect. Acest lucru se întâmplă
atunci când vehiculul se află în repaus, se deplasează cu viteză constantă sau sub o accelerație
constantă ne -verticală. În caz contrar, transferurile în greutate apar în tre suspensii . Arcurile ar
trebui să fie suficient de puternice pentru a susține greutatea vehiculului, împiedicând
suspensia să atingă limitele sale în toate situațiile, inclusiv la transferurile de greutate.
Atunci când formulele pentru oscilatorul armon ic ( 4,1; 4,2; 4,3; 4,4; 4,5; 4,6; 4,7 )
sunt aplicate vehiculelor în acele situații, acestea dau un rezultat surprinzător:

37
{ √

√

Deci, cel mai important factor pentru frecvența s uspensiei este cursa de comprimare.
Frecvența suspensiei va varia în funcție de diferitele situații (accelerări, frânări, viraje ) în
funcție de cursa de comprimare . De reț inut este faptul că, această cursă de comprimare
include orice precomprimare a arcului în in teriorul brațului de suspensie.
Unele mașini moderne de ultimă generație au suspensii controlate electronic, care
modifică dinamic proprietățile suspensiei m enținând constant cursa de comprimare (înălțimea
de rulare) în toate situațiile. Aceasta păstrează proprietățile inițiale ale suspensiei atunci când
accelerează, frânează, virează sau transportă înc ărcături variabile sau pasageri [29].
Configur area aplicaț iei de simulare
În vederea simulă rii matematice s -au ales următoarele aplicaț ii :
 Matlab
 TESIS Dynaware
A ceste două aplicații funcționează împreună , Dynawar e fiind un program de simulare și
testare programat î n Mat lab. Acesta permite simularea ș i testarea sistemelor de suspensie
în diferite con diții.
După instalarea celor două programe se introduc caracter isticile automobilului studiat
după următorii pa și:

38
1. Alegerea tipului de caroserie :
Fig. 4.1. Dynaware: Informa ții generale despre vehicul
2. Introducerea dimensiunilor caroseriei
Fig. 4.2. Dynaware: Dimensionarea caroseriei

39
3. Introducerea valorilor maselor :

Fig. 4.3. Dynaware: Informa ții despre mas ă
4. Alegerea t ipului de anvelope pentru puntea față :
Fig. 4.4. Dynaware: Puntea Fa ță-Anvelope

40

5. Alegerea caracteristicilor arcurilor punții față :
Fig. 4.5 Dynaware: Carac teristicile arcurilor pun ții față
6. Alegerea caracteristicilor amortizoarelor punții față :

Fig. 4.6. Dynaware: Caracteristicile amortizoarelor pun ții față

41

7. Alegerea t ipului de anvelope pentru puntea spate :

Fig. 4.7. Dynaware: Caracteristicile anvelopelor pun ții spate
8. Alegerea tipului de punte spate :
Fig. 4.8. Dynaware: Tipul pun ții spate

42
9. Definirea caracteristicilor arcurilor punții spate :
Fig. 4.9. Dynaware: Arcurile pun ții spate
10. Cara cteristicile amortizoarelor punț ii spate :

Fig. 4.10. Dynaware: Amortizoarele pun ții spate

43
Rularea programului ș i prezentarea rezultatelor
După introducerea tuturor caracteristicilor esențiale ale autovehiculului , caracteristici
de care depinde î n mod direct comportamentul dinamic al autovehiculului , se poate î ncepe
rularea programului de simulare în anumite condiții de test care urmează a fi prezentate.
Primul pas în vederea rulării programului constă în stabilire a exactă a condiț iilor de
testare la care va fi supus autovehiculul. Din program se vor alege următoarele :
1. parametrii care se referă la experiența ș oferulu i;
2. viteza la care se va testa autovehiculul;
3. zona de testare;
4. procedura de testare.

Fig. 4.11. Dynaware: Caracteristicile simul ării

44

După acești pași, se va apăsa butonul verde din colțul dreapta jos , care va da startul
testului.
Rezultatele simulării se vor afișa într -o nouă fereastră deschisă de Matlab și vor afiș a date cu
privire la:
 variația deformă rii anvelopelor;
 variația comprimă rii arcurilor;
 variația deformă rii arcurilor;
 variația unghiurilor caroser iei, în funcț ie de timp.
În cadrul simulării se vor evidenția diferențele dintre suspensia standard și suspensia
optimizată .
Pentru testarea suspensiei optimizate, în program s -au modificat urmă torii
parametri i introduș i anterior pentru autovehicolul standard:
 pentru coborârea gărzii la sol : Vehicle Dimensions Vehicle Height: 1.383m
la 1.343m (40 mm) ceea ce a dus și la cobor ârea centrului de masă care a
trebuit setat manual din meniul: Mass & Load Vehicle Centre of Gravity
z: 0.25 m la0.21 m.
 după ce s -a stabilit poziția caroseriei față de roți și față de sol , s-au modificat
carac teristicile arcurilor pentru a face față n oii configurări. La secț iunea Axei
față (Front Axle) Spring s -a introdus o nouă valoare numeric superioară care
caracterizeaz ă rigiditatea arcului (spring stiffness) . Aș adar, aceasta fiind
standard stabilită la valoarea 19600 N/m, pentru suspensia optimi zată s-a
folosit 22800 N/m.
În figura 4.12 su nt prezentate rezultatele simulă rii unui autovehicul BMW e46 320D cu
suspensie standard , după care se va supune unei simulări cu suspensia punții față optimizată .

45
Fig. 4.12. Dynaware: Simulare suspensie standard BMW e46
Prin optimizarea suspensiei se va urmă ri :
 coborârea gă rzii la sol;
 nivelul de aderență mă rit;
 centrul de greutate scă zut;
 mișcarea de ruliu a caroseriei diminuată .
În urma optimizării suspensiei punții față prin modificare a caracteristicilor arcurilor, î n
tabelul 4.13 sunt prezentate rezultatele aferente.

46
Fig. 4.13. Dynaware: Teste suspensie optimizat ă BMW e46
Interpretări ș i concluzii
În urma testelor putem observa că sarcina pe anvelope (tyre loads) în funcț ie de timp
rămâne neschimbată pentru ambele teste, ceea ce înseamnă că modificarea suspensiei din
acest punct de vedere nu are niciun impact. De asemenea , și forț a de compresie asupra
arcurilor rămâne neschimbată î n timp , deoarece nu s -a intervenit as upra masei a utomobilului .
Prin aceste modifică ri ale suspensiei s -au remarcat :

47
 cursa arcului (spring deflection) în funcț ie de timp este diminuată (cu 0.7 mm)
pentru autov ehiculul cu suspensie modificată, ceea ce este insesizabil pentru a
pune în pericol alți param etrii importanț i;
 de asemenea, compar ând ultimele tabele ale acestor simulări remarcăm faptul
că miș carea de ruliu (vehicle angles) este diminuată ;
 caracteristicile sus pensiei spate sunt slab influențate de către aceste modifică ri;
 datorită ruli ului scă zut și dim inuării gărzii la sol performanțele dinamice sunt
îmbunătăț ite considerabil.

48
Încercarea experimentală a sistemului de suspensie de la
autovehiculul BMW SERIA 3

S-a ales ca zonă de cercetare Stația de Inspec ție Tehnic ă Periodic ă Omologa tă R.A.R, ITP
03 BN, aflată în Bistrița, județ ul Bistr ița-Năsăud, Calea Moldovei numărul 22, care are î n
dotare standul Hoffman Safelane 204 RP. Acest stand per mite testearea sistemului de frânare
cat și de amortizare a autovehiculelor [14].

Fig. 5.1 Stand Hofmans safelane rp 204 [13 ], [35]
Caracte risticile standului de fr ânare ș i suspensie:
 lățimea de testare: 800 – 2.200 mm ;
 sarcina maximă pe axă: 4.000 kg ;
 diametru role: 202 mm ;
 viteza de testare: 5 km/h ;
 putere electrică motor: 2 x 3,7 kW; 380V ;
 domeniu de măsură: 0 – 8 kN ;
 kit 4 x 4 ;
 drive-off pentru ie șirea facil ă din stand ;
 frecvența: 0 – 25 Hz ;
 putere electrică motor: 2 x 1,1 kW; 380V ;
 cântar m ăsurare greutate ax ă;
 unitate central ă de comandă ;
 PC complet, Monitor LCD color 19” ;
 impriman tă color A4 ;
 interfață RS 232 ;

49
 Soft utilizator cu bază de date+conectică ;
 telecomand ă;
 dimensiuni: 630×1.700×450 mm .
Pregă tirea standului de încercare în vederea derulă rii probelor
experimentale
Pentru a se derula î ncercarea este nevoie de o persoană care deține cunoștințe de
utilizare PC, cât și cunoștinț e mecanice temeinice.
În cadrul pregă tirii de încercare , asupra standului de test se fac o serie de verifică ri cu
privire la :
– existența alimentă rii corecte cu energie electric ă a tuturor componentelor;
– starea traductorilor de turație cât ș i a rolelor;
– conexiunea dintre unitatea emițătoare ș i unitatea receptoare ;
– alibrarea corect ă a traductorilor de masă .
– etalonarea standului.
Efectuarea încercărilor pe stand în diferite condiții experimentale de
dispuner e a încărcăturii
În momentul în care știm cu certitudine că standul este perfect funcțional în parametrii
dați de producător se vor începe testă rile.
În timpul încer cărilor, autoturismul va fi te stat în vederea ob ținerii unor diferențe între
echiparea cu suspensie standard și echiparea cu suspensia optimizată a acestuia.

În cadrul încercărilor se vor respecta următorii paș i:
1. rotirea întrerupătorului pe poziția „ON” pentru alimentarea cu energie electrică
a standului și pornirea întregii aparaturi;

50
Fig. 5.2 Sursa de alimentare a stand ului de încercare
2. introducerea automobilului pe standul de încercare .
 Verific ări suplimentare: Verificarea și ajustarea presiunii din
pneuri;
Fig. 5.3. Automobil supus test ării
3. se selectează „Șterge tot” pentru ștergerea datelor de intrare și a rezultatelor
memorate anterior;

51

Fig. 5.4. Meniul principal al programului standului de testare Hoffman
4. alegerea tipului de test și a axei în urma staționării cu roțile punții studiate pe
talere:
 Test axa: Testarea axei în vederea stabilirii parametrilor de
amortizare a suspensiei
 Doar cântărire: Cântărirea punții, pas urmat de testarea
sistemului de frânare.
 1 – punte față ; 2 – punte spate
Pentru autovehiculul în cauză se va selecta „ Test Ax a”
Fig. 5.5. Meniul de selec ționare test

52
5. începerea testului și prezentarea primelor rezultate ale punții 1 :
Fig. 5.6. Testarea amortizoarelor
6. afișarea rezultatelor pentru puntea 1.
Fig. 5.7. Rezultatele încerc ării pun ții față

53
7. poziținarea corectă a automobilului pe standul de încercare
Fig. 5.8. BMW seria 3 pe stand de încercare
8. alegerea punții spate selectând din săgeți puntea numarul „2” și repetarea
testului apăsând „Test Axa ”;
Fig. 5.9. Meniu de selec ție test și axă

54

9. afișarea rezultatelor finale .
Fig.
5.10. Prezentarea final ă a rezultatelor
Pentru suspensia standard avem date conform tabelului 5.1 :
PUNTE FA ȚĂ PUNTE SPATE
AMORTIZOR SACHS M PAKET SACHS M PAKET
ARC SACHS M PAKET SACHS M PAKET
PRESIUNE
ROȚI STÂNGA 2.0 Bar 2.5 Bar
DREAPTA 2.0 Bar 2.5 Bar
DIMENSIUNE RO ȚI STÂNGA 225/40 R18 225/40R18
DREAPTA 225/40 R18 225/40 R18
Masa total ă 1500 kg (incarcare: o persoana 70 kg+ 25 %
combustibil)
Tabel 5.1. Caracteristici sistem de amortizare standard BMW e46
După efectuarea testului asupra autovehiculului cu aceast ă configura ție avem
rezultatele conform figurii 5.11 :

55
Fig. 5.11 Rezultatele test ării automobilului cu suspensie standard
Din aceste date putem concluziona urm ătoarele:
– raportul de distribu ție al mas elor este urm ătorul: 49% încărcare punte fa ță și
51% încărcare punte spate, fapt care este destul de periculos din punct de
vedere al performan țelor dinamice. Autoturismul este mai slab încărcat pe
puntea fa ță, așadar în timpul acceler ării și a virajelor p uternice acesta are șanse
mărite de pierdere a aderen ței ;
– suspensia standard asigur ă o bun ă amortizare și un confort mărit asupra
caroseriei în timp datorita cursei mari de comprimare , dar, totodat ă,
influen țează în mod negativ mi șcarea de ruliu, aceasta fiind m ărită;
– amplitudinea mi șcărilor este egal ă între comprimare și destindere și își
păstreaz ă caracterul , favoriz ând confortabilitatea ;
Strategia de modificare a suspensiei a constat în înlocuirea arcurilor fa ță cu unele de
duritate mai mare și curs ă mai mic ă. Acestea coboar ă garda la sol cu 40 mm și dețin o
rigiditate de 24 N/mm, astfel încât să:
– creasc ă raportul de mase pe puntea fa ță;
– să se diminueze mi șcarea de ruliu;
– Cobo ară garda la sol c ât și centrul de greutate.
Așadar, prin înlocuirea arcurilor Sachs standard cu unele arcuri optimizate avem
următoarele date ob ținute:

56
Fig. 5.13 Test suspensie optimizat ă
În urma acestei încerc ări s-au remarcat urm ătoarele:
– puntea fa ță este mai încărcată – ceea ce ofer ă un nou raport de mase: 51%
încărcare punte fa ță și 49% încărcare punte spate;
– contact cu solul egal între ro țile pun ții față;
– contact cu solul diminuat, fa ță de suspensia standard, din cauza diminu ării
cursei de amortizare și a rigidiz ării pun ții;
– datorit ă rigidiz ării pun ții miscarea de ruliu este diminuat ă;
– datorit ă încărcării și mișcării de ruliu diminuate, aderen ța este m ărită;
– datorit ă arcurilor mai mici automobilul a ob ținut garda la sol mai mic ă și
centrul de greutate mai jos, ceea ce îl face mult mai stabil .
În urma modific ării sistemului de suspensie , autoturismul a primit un nou aspect
mult mai sportiv datorit ă dimin uării gărzii la sol care poate se face observat prin
diferen ța dintre urm ătoarele imagini:

57
1. BMW E46 dotat cu suspensie standard
Fig. 5.14 BMW E46. Suspensie standard
2. BMW E46 dotat cu suspensie optimizată
Fig. 5.15 BMW E46. Suspensie optimizat ă

58
Concluzii finale. Contribuții proprii. Perspective de dezvoltare
Concluzii finale
În cadrul acestei lucr ări de diplom ă am tratat diferen ța între dispunerea încărcăturii
asupra calităților sistemului de suspensie la un autoturism BMW seria 3 cu suspensie standard
si suspensie optimizata. În această lucrare exist ă două moduri de optimizare , și anume una
prin modelare matematic ă și cealalt ă prin teste și încerc ări fizice pe stand de testare a
suspensiilor.
În primul capitol este prezentat ă, pe scurt , importan ța studierii comportamentului
dinamic al suspensiilor autoturismelor BMW seria 3 .
În cel de -al doilea capitol sunt prezentate atât aspecte istorice despre fabrica BMW,
evolu ția autovehicule lor BMW, c ât și evolu ția seriei 3. De asemenea, în cadrul acestui capitol
mai sunt amintite și detaliate suspensiile pun ților fa ță și spate împreun ă cu componentele lor.
În cel de -al treilea capito l este prezentat ă importan ța simul ărilor și a test ărilor
automobilelor, exemplificate fiind metodele de testare. S -au detaliat pe r ând mijloacele de
simulare aplicativ ă, programe de simulare și metode de lucru, dar și mijloace de încercare
experimental ă împreun ă cu metodologia de lucru.
Al patrulea capitol cuprinde prezentarea programelor și întreaga simulare a
automobilului în dou ă cazuri . Într-un prim caz este prezent at comportamentul dinamic al
suspensiei pentru un automobil echipat cu suspensie standard, iar in cel de -al doile a caz este
prezentat ă simularea pentru acela și automobil , acesta din urmă având suspensia optimizat ă.
În cel de -al cincilea capitol sunt prezenta te atât mijloacele de încercare experimental ă, cât și
pașii test ării suspensiei pe stand. Testarea pe stand s -a repetat de dou ă ori, o dată pentru
suspensia standard și o dat ă pentru suspensia optimizat ă.
Prin modificarea distribu ției maselor se mut ă centrul de greutate mai jos – spre partea
din fa ță a automobilului. Acestea ajut ă în vederea reducerii supravir ării automobilului .
Odat ă cu modificarea suspensiei scade confortabilitatea , dar cre ște stabilitatea și
aderen ța automobilului.
Aspectul exterior este îmbun ătățit, deoarece automobilul ob ține o linie nou ă, sportiv ă.
Aceasta const ă în diminuarea distan ței dintre diametrul exerior al ro ții și aripa caroseriei.

59
Contribu ții proprii
Pentru atingerea obiectivelor stabilite în redactarea proiectului de diplom ă sunt
menționate urm ătoarele contribu ții proprii:
 cercetarea tipurilor de suspensii prin numeroase test ări pe stand;
 încercarea suspensiilor și analizarea stabilit ății autovehiculului;
 modelarea matematic ă a unui tip de su spensie și analizarea
comportamentului dinamic al autovehiculului;
 structurarea metodelor de testare și simulare.

Perspective de dezvoltare
Ca direcții viitoare de cercetare se propun amintindu -se următoarele:
– optimizarea distribu ției maselor la automobile cu punte motoare fa ță și 4 x4;
– proiectarea și implementarea unei suspensii intelig ente, capabilă să se adapteze
atât condi țiilor urbane , cât și traseelor speciale.

60
Bibliografie
[15] BOISSEAUX, M. L'automobile. Calcul des organes , Dunod, Paris, 1966 .
[16] CHAGETTE, J. Technique automobile. Tom. II, Dunod, Paris, 1965 .
[17] CHARLOTEAUX, M. La suspension. Dunod, Paris, 1966.
[1] Drăghici, I., s.a., Suspensii și amortizoare, Editura Tehnică, București 1970 .
[18] DRAGHICI, I. MACARIE, V. Suspensii pentru automobile , IDT, Bucure ști 1966 .
[27] Gheorghe Druta, C. Hilohi, Iosif Soare, Marin Untaru Metode si mijloace de incercare a
automobilelor, Editura: Tehnica, Bucuresti,1982 .
[25] LITVINOV, A. S., ROTENBERG, R. V. ~i FRUMKIN, A. K. Sasi a vtomobilia ,
Masghiz, Moscova , 1963 .
[19] JULIEN, M. A. La suspension. In: L'automobile et ses grands problemes , Librairie
Larousse, Paris, 1958 .
[21] PEVZNER, I. M. și GORELIK, A. M. Pnevmaticeskie i ghidropnevmaticeskie podveski ,
Masghiz, Moscova, 1963.
[22] RAVKIN, G. O. Pnevmaticeskaia podveska avtomobilia , Masghiz, Moscova , 1962 .
[23] ROTENBERG, R. V. Podveska avtomobilia i egokolebania , Masghiz, Moscova, 1960 .
[26] WEDEMEYER, E. A. Schwingungen des Kraftfahrzeuges und der Motoren , Technischer
Verlag Herbert Cram, Berlin, 1955.
[24] ZIGNOLI, V. n ..Com{ort" degli autoveicoli. Studi ed esperienze nell'Instituto dei
Transporti del Politecnico di Torino. In: ATA, nr. 3, marzo -Richerche, Torino, 1960 .
[39] Corba Cristian , CERCETĂRI PRIVIND AMELIORAREA CO NSTRUCTIVĂ ȘI
TEHNOLOGICĂ A SUBANSAMBLELOR DIN SUSPENSIA AUTOVEHICULELOR,
ORADEA , 2011 .
[34] E.Kalisz – PCREPORT, Octombrie 1996 .
[2] *** https://ro.wikipedia.org/wiki/BMW Accesat la data de 29/04/2017 14:30
[3]*** http://www.promotor.ro/masini -noi/prezentari/40 -de-ani-de-bmw -seria -3-istoria -celui –
mai-iubit-model -bavarez -14521907 Accesat la data de 28/04/2017 20:32
[4]*** https://www.press.bmwgroup.com/romania/article/detail/T0224123RO/40 -de-ani-
bmw -seria -3?language=ro Accesat la data de 29/04/2017 20:41
[5]*** http://www.gamtech.ro/2016/05/11/bmw -seria -3-evolutia -in-40-de-ani/ Accesat la data
de 29/04/2017 21:07
[6] *** https://en.wikipedia.org/wiki/BMW_3_Series_(E21)#/media/File:E21_BMW_316.jpg
Accesat la data de 30/04/2017 10:31

61
[7] *** http://www.unixnerd.demon.co.uk/images/e30_318i2.jpg Accesat la data de
10/07/2017 18:41
[8]*** https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/05/1995 – Accesat la data de
10/07/2017 19:23
1996_BMW_328i_%28E36%29_convertible_01.jpg/280px -1995 –
1996 _BMW_328i_%28E36%29_convertible_01.jpg Accesat la data de 10/07/2017 20:12
[9]*** https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/BMW_E46_front_20080822.jp
g Accesat la data de 12/07/2017 15.22
[10]*** https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/93/2006_BMW_325i_ –
_NHTSA.jpg/1200px -2006_BMW_325i_ –_NHTSA.jpg Accesat la data de 13/07/2017 09.22
[11]*** https:/ /upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/BMW_320d_Sport_Line_%28
F30%29_%E2%80%93_Frontansicht%2C_26._Februar_2012%2C_W%C3%BClfrath.jpg
Accesat la data de 15/07/2017 15.20
[12]*** http://www.unixnerd.demon.co.uk/images/e30frntsusp.jpg Accesat la data de
18/07/2017 19.27 Accesat la data de 20/07/2017 21.21
[13]*** https://eu.hofmann -equipment.com/sites/default/files/2016 -12/safelane%2B204 –
RP_141103.png Accesat la data de 20/07/2017 22.27

[14]*** https://eu.hofmann -equipment.com/en/products/testing/sa felaner -204-rp Accesat la
data de 20/07/2017 22.29
[ [28]*** http://powerdown.com.au/wp -content/uploads/2016/01/aboutMOD -700×488.jpg
Accesat la data de 20/07/2017 22.4 3
[29]*** http://vehiclephysics.com/advanced/how -suspensions -work/#suspension -and-
simulation -steps Accesat la data de 17/08/2017 09.30
[30]*** https://ro.wikipedia.org/wiki/Legea_lui_Hooke Accesat la data de 17/08/2017 09.59
[31]*** https://en.wikipedia.org/wiki/Sprung_mass Accesat la data de 17/08/2017 10.25
[32]*** https://ro.wikipedia.org/wiki/Suspensie_(vehicul) Accesat la data de 17/08/2017 11.34
[33]*** http://www.referatele.com/referate/diverse/online8/PROIECT -CONSTRUCTIA –
AUTOMOBILELOR -PROIECTAREA -SUSPENSIEI -SPATE -LA-AUTOTURISM –
referatele -com.php Accesat la data de 17/08/2017 12.25
[35]*** https://eu.hofmann -equipment.com/sites/default/files/2017 -04/Safelane%20306 –
RP.png Accesat la data de 18/08/2017 09. 31
[36]*** https://en.wikipedia.org/wiki/Automobile_handling Accesat la data de 18/08/2017
10.12

62
[37]*** https://c1552172.s sl.cf0.rackcdn.com/303952_x800.jpg Accesat la data de 18/08/2017
10.24
[38]*** http://i.ebayimg.com/thumbs/images/g/ -jkAAOSwWnFV9qo2/s -l225.jpg Accesat la
data de 18/08/2017 10 .34
[40]*** https://ro.wikipedia.org/wiki/BMW#/media/File:BMW.svg Accesat la data de
18/08/2017 12.23
[41]*** https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/BMW_3_15_DA –
2_in_Sakai_20131020 -01.JPG Accesat la data de 18/08/2017 14.20
[42]*** http://3.bp.blogspot.com/ –
7DZRbKBcGGg/USGrvFFFu3I/AAAAAAAAAzs/5siuG5jzPcI/s640/s1.png Accesat la data
de 18/08/2017 14.35
[43]*** http://www.bujia.ro/poze/TOF_GRA_DATA_18/907830.jpg Accesat la data de
18/08/2017 16.54
[44]*** https://www.pieseauto.ro/poze/foi -arc-suzuki -samurai -3-1-noi/foi -arc-suzuki -samurai –
3-1-noi-d7edd1d2621e8ad689 -0-0-0-0-0.jpg Accesat la data de 18/08/2017 17 .21
[45]** https://qph.ec.quoracdn.net/main -qimg -1a5353fc986d77bf278bcdffe18f5c59 Accesat la
data de 18/08/2017 17.29

[46]*** https://www.4tuning.ro/images/kit -brate -fata-bmw -e46-articulatie -fata-bmw -e46/kit –
brate -fata-bmw -e46-articulatie -fata-bmw -e46-eea9215665a009f9ea -0-0-0-0-0.jpg Accesat la
data de 18/08/2017 18.08
[47]*** http://web3.protv.ro/assets/incont/2010/10/08/image_galleries/6722/povestile -din-
spatele -marcilor -auto_3.jpg Accesat la data de 18/08/2017 19.00